(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダルの操作に連動した電気信号によりエンジンに供給する吸気量を調節可能な吸気流量制御弁と、この吸気流量制御弁の上流側とクランク室とを連通した上流側ブローバイガス還流通路と、前記吸気流量制御弁の下流側とクランク室とを連通した下流側ブローバイガス還流通路とを備え、この下流側ブローバイガス還流通路の途中部にＰＣＶバルブを設けたエンジンのブローバイガス制御装置において、
前記吸気流量制御弁をアクセルペダルの操作に対応した開度に制御する通常開度制御と吸気流量制御弁をアクセルペダルの操作に対応した開度よりも低開度側へ制御する低開度制御とを実行可能な吸気流量制御手段と、
オイルパン内部に蓄積された蓄積水分が所定量に達したか否かを判定する水分量判定手段と、
前記蓄積水分量が所定値に達したと判定され且つエンジンが高負荷運転状態のとき、前記吸気流量制御手段に低開度制御を実行させる還流通路切換手段とを備えたことを特徴とするエンジンのブローバイガス制御装置。
【請求項２】
前記還流通路切換手段は、前記蓄積水分量が所定値に達したと判定され且つ吸気流量制御弁が全開のとき、前記吸気流量制御手段による低開度制御を作動させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのブローバイガス制御装置。
【請求項３】
前記還流通路切換手段は、前記吸気流量制御弁の下流側に前記ＰＣＶバルブが全開になる負圧を発生するよう前記吸気流量制御手段による低開度制御を作動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのブローバイガス制御装置。
【請求項４】
前記還流通路切換手段は、前記低開度制御の継続時間とエンジン温度との少なくとも一方が設定値に達したとき、前記吸気流量制御手段による低開度制御を解除することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンのブローバイガス制御装置。
【請求項５】
前記水分量判定手段は、低外気温で且つ低エンジン温度においてエンジンを始動すると共にエンジン温度が所定温度に達する前にエンジンを停止するエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量を推定し、前記エンジン冷間運転を連続して繰り返す毎にエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量を積算して積算値を記憶することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンのブローバイガス制御装置。
【請求項６】
前記水分量判定手段は、前記エンジン冷間運転の繰り返しが途切れたとき、前記積算値をリセットすることを特徴とする請求項５に記載のエンジンのブローバイガス制御装置。
【請求項７】
前記水分量判定手段は、前記吸気流量制御手段による低開度制御が解除されたとき、前記積算値をリセットすることを特徴とする請求項５又は６に記載のエンジンのブローバイガス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのブローバイガス制御装置に関し、特にブローバイガスに含まれる水分による吸気流量制御弁の凍結を防止することができるエンジンのブローバイガス制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（以下、エンジンと記す）では、ピストンリングとシリンダとの間から未燃ガス（ブローバイガス）がクランク室内へリークされる場合がある。このブローバイガスは多量の炭化水素（ＨＣ）や水分が含まれた強酸性であるため、吸気負圧を利用してブローバイガスを還流するブローバイガス還流装置を設けてリークされたブローバイガスを回収し、この回収されたブローバイガスを燃焼室で再燃焼している。
【０００３】
通常、ブローバイガス還流装置は、吸気流量制御弁（スロットル弁）の上流側とクランク室とを連通した上流側ブローバイガス還流通路と、スロットル弁の下流側とシリンダヘッドを介してクランク室とを連通した下流側ブローバイガス還流通路と、この下流側ブローバイガス還流通路の途中部に設けられたＰＣＶバルブ（Positive Crankcase Ventilation valve）等により構成されている。ＰＣＶバルブは、圧縮スプリングの付勢力により閉弁状態に付勢されており、吸気負圧が予め設定された基準圧以上のとき、圧縮スプリングの付勢力に抗して開弁するよう形成されている。これにより、クランク室内のブローバイガスは、スロットル弁の下流の吸気負圧が基準圧以上のとき、下流側ブローバイガス還流通路に誘導され、スロットル弁の下流の吸気負圧が基準圧未満のとき、上流側ブローバイガス還流通路に誘導されて燃焼室に還流される。
【０００４】
特許文献１に記載されたブローバイガス還流装置は、アクセルペダルの操作に連動した電気信号によりエンジンに供給する吸気量を調節可能なスロットル弁と、エンジンの運転状態に応じてスロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御手段と、スロットル弁の下流側に連通され途中部にＰＣＶバルブを設けた第１連通路と、スロットル弁の上流側に連通された第２連通路とを備え、スロットル弁制御手段がエンジン全負荷におけるスロットル弁の開度を、エンジン回転数が基準回転数よりも低い運転条件のとき、全開よりも小さい開度に制御している。
【０００５】
寒冷地等では、還流するブローバイガスに含まれる水分が多い場合、エンジン始動直後にスロットル弁とスロットル弁を収容するスロットルボディとの間に水分が付着し、この水分が凍結又は氷結してスロットル弁のアイシングを引き起こし、エンジン不調を招く虞がある。そこで、スロットルボディに温水通路を形成し、この温水通路に昇温されたエンジンの冷却水を流す構造や、スロットルボディ回りにヒータを設置する構造等を採用することによりスロットル弁のアイシング対策が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２１５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、エンジンを始動して所定時間経過後、クランク室内のブローバイガスに含まれる水分量が急激に増加することを検出した。また、同条件のエンジン運転状態であっても、前記のようにブローバイガスに含まれる水分量が急激に増加する場合と、ブローバイガスに含まれる水分量が急激には増加しない場合が生じることを知見した。
【０００８】
本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、前述したブローバイガスの水分増加現象は以下のメカニズムによって発生することが判明した。
クランク室内部に滞留するブローバイガスには、ＨＣの他に燃焼時に発生する多量の水分（水蒸気）が含まれている。この水分は、エンジン停止後、エンジン温度が露点温度近傍まで低下したとき、クランク室やオイルパンの壁面上に結露し、この結露した水分は壁面を伝ってオイルパン内部のエンジンオイル内部に蓄積される。寒冷地や冬季等の寒冷時では、特にこのクランク室内における蒸気の結露傾向が高く、オイルパン内部に蓄積される蓄積水分量が増加し易い傾向にある。
【０００９】
図８に示すように、オイルパン内部に収容されたエンジンオイル中に蓄積された蓄積水分量が所定量を超えた場合、エンジンが始動して所定時間経過後、冷却水温Ｔｗと油温Ｔｏとが所定温度まで上昇したとき、所謂エンジンが暖機状態になったｔａの時点から蓄積水分が気化を開始して急激に蒸気Ｖが発生し、この発生した蒸気Ｖがクランク室内のブローバイガスと混合される。その後、蓄積水分の気化開始から所定時間経過して冷却水温Ｔｗと油温Ｔｏとが更に上昇したｔｂの時点では、蓄積水分の気化が略終了し、蒸気Ｖの発生も停止する。つまり、蓄積水分気化期間（ｔａ時点からｔｂ時点の間）において、クランク室内部に滞留するブローバイガスは本来含有している水分量に加えて気化された蒸気Ｖ（蓄積水分量に相当）が付加されているため、前述したようなブローバイガスの水分増加現象が生じている。しかも、蓄積水分気化期間における蓄積水分の急激な気化現象は、環境等の外的要因やエンジン排気量等の内的要因により設定することができる蓄積許容値を超えた場合に顕著に発生する特性がある。
【００１０】
特許文献１に記載されたブローバイガス還流装置では、エンジン回転数が基準回転数よりも低い中回転域において、全負荷時のスロットル弁の開度が全開よりも小さい開度に制御されているため、中回転域のスロットル弁下流部の負圧を基準圧以上に調節でき、第２連通路を通過するブローバイガス流量を減少させることができ、オイルセパレータ構造の簡単化を図っている。また、このブローバイガス還流装置は、第２連通路を通過するブローバイガス流量を減少しているため、スロットル弁のアイシングを抑制することができる。しかし、特許文献１のブローバイガス還流装置は、エンジン回転数が中回転域のときスロットル弁の開度が全開よりも小さい開度に制御されるため、スロットル弁のアイシング抑制は可能であるものの、エンジンの出力が犠牲にされ、出力能率の低下を招く虞がある。
【００１１】
また、スロットル弁のアイシング防止を目的として、スロットルボディに対して温水通路形成やスロットルボディへのヒータの設置を行った場合、構造の複雑化や部品点数の増加を生じ、エンジンの製造コストが高価になる虞がある。しかも、温水供給やヒータによるスロットル弁の加熱は、アイシングの可能性が低いとき、所謂蓄積水分量に拘わりなくブローバイガスに含まれる水分量が急激に増加しない状態（蓄積水分量が少なく蓄積許容値を超えていない状態）のときにも行われるため、エンジンの燃費低下が懸念される。
【００１２】
本発明の目的は、エンジンの出力能率を維持しつつ吸気流量制御弁の凍結を抑制することができるエンジンのブローバイガス制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１のエンジンのブローバイガス制御装置は、アクセルペダルの操作に連動した電気信号によりエンジンに供給する吸気量を調節可能な吸気流量制御弁と、この吸気流量制御弁の上流側とクランク室とを連通した上流側ブローバイガス還流通路と、前記吸気流量制御弁の下流側とクランク室とを連通した下流側ブローバイガス還流通路とを備え、この下流側ブローバイガス還流通路の途中部にＰＣＶバルブを設けたエンジンのブローバイガス制御装置において、前記吸気流量制御弁をアクセルペダルの操作に対応した開度に制御する通常開度制御と吸気流量制御弁をアクセルペダルの操作に対応した開度よりも低開度側へ制御する低開度制御とを実行可能な吸気流量制御手段と、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分が所定量に達したか否かを判定する水分量判定手段と、前記蓄積水分量が所定値に達したと判定され且つエンジンが高負荷運転状態のとき、前記吸気流量制御手段に低開度制御を実行させる還流通路切換手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
このエンジンのブローバイガス制御装置では、水分量判定手段がオイルパン内部に蓄積された蓄積水分について所定量に達したか否かを判定しているため、蓄積許容値に相当する所定量を蓄積水分の判定値として設定することができ、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性を判定することができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記還流通路切換手段は、前記蓄積水分量が所定値に達したと判定され且つ吸気流量制御弁が全開のとき、前記吸気流量制御手段による低開度制御を作動させることを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記還流通路切換手段は、前記吸気流量制御弁の下流側に前記ＰＣＶバルブが全開になる負圧を発生するよう前記吸気流量制御手段による低開度制御を作動させることを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記還流通路切換手段は、前記低開度制御の継続時間とエンジン温度との少なくとも一方が設定値に達したとき、前記吸気流量制御手段による低開度制御を解除することを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記水分量判定手段は、低外気温で且つ低エンジン温度においてエンジンを始動すると共にエンジン温度が所定温度に達する前にエンジンを停止するエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量を推定し、前記エンジン冷間運転を連続して繰り返す毎にエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量を積算して積算値を記憶することを特徴としている。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記水分量判定手段は、前記エンジン冷間運転の繰り返しが途切れたとき、前記積算値をリセットすることを特徴としている。
請求項７の発明は、請求項５又は６の発明において、前記水分量判定手段は、前記吸気流量制御手段による低開度制御が解除されたとき、前記積算値をリセットすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、温水通路形成等の構造変更や部品点数増加を招くことなく吸気流量制御手段が吸気流量制御弁の下流側に負圧を発生する低開度制御を実行できるため、上流側ブローバイガス還流通路によりブローバイガスを吸気流量制御弁の下流に還流することができ、吸気流量制御弁の凍結を抑制できる。しかも、水分量判定手段がブローバイガスの水分増加現象の発生可能性を判定し、還流通路切換手段がブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が高く且つ吸気流量制御弁の下流側の負圧が小さいエンジン高負荷運転状態のとき、吸気流量制御手段の低開度制御を実行させるため、低開度制御期間を短期化することができ、低開度制御によるエンジン出力能率低下を抑制することができる。それ故、エンジンの出力能率を維持しつつ吸気流量制御弁のブローバイガスに含まれる水分による凍結を抑制することができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が高く且つ吸気流量制御弁の下流側の負圧が発生しないとき、吸気流量制御手段の低開度制御を実行させるため、低開度制御期間を最短にすることができ、エンジン出力能率低下を一層抑制することができる。
請求項３の発明によれば、吸気流量制御弁の下流側にＰＣＶバルブの供給能力を超えた過剰な負圧発生を防止できるため、エンジンの吸気量を確保でき、エンジン出力能率低下を一層抑制することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分の気化終了に同期して吸気流量制御手段の低開度制御を解除できるため、低開度制御期間を最短にすることができ、エンジン出力能率低下を一層抑制することができる。
請求項５の発明によれば、１回当たりのエンジン冷間運転で蓄積される蓄積水分量を繰り返し積算することにより、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分量を正確に把握でき、低開度制御を精度よく実行できる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分量をより正確に把握でき、低開度制御を更に精度よく実行できる。
請求項７の発明によれば、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分量をより正確に把握でき、低開度制御を更に精度よく実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１に係るブローバイガス制御装置の制御システム図である。
【図２】エンジンの正面図である。
【図３】図２の縦断面図である。
【図４】ＰＣＶバルブの負圧とブローバイガス流量との関係を示すグラフである。
【図５】アクセル開度とスロットル弁開度との関係を示すマップである。
【図６】蓄積水分量とエンジン冷間運転との関係を示すタイムチャートである。
【図７】ＣＰＵが実行するブローバイガス還流処理の例を示すフローチャートである。
【図８】ブローバイガスの水分増加現象を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。尚、図において上下方向を上下方向とし、左右方向を左右方向として説明する。
【実施例１】
【００２４】
以下、本発明の実施例１について図１〜図７に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例のエンジンＥのブローバイガス制御装置１は、スロットル弁（吸気流量制御弁）２０と、下流側通路（下流側ブローバイガス還流通路）２１と、上流側通路（上流側ブローバイガス還流通路）２２と、吸気流量制御手段５１と、水分量判定手段５２と、還流通路切換手段５３等を備えている。
【００２５】
エンジンＥは、直列４気筒の４サイクルガソリンエンジンである。このエンジンＥは、シリンダヘッド２と、シリンダブロック３と、クランク室４と、オイルパン５等を備えている。シリンダヘッド２とシリンダブロック３との間には燃焼室６が形成されている。
シリンダヘッド２は、シリンダヘッド２の上部を覆うシリンダヘッドカバー７と、燃焼室６に連通した吸排気ポート８，９と、先端の電極が燃焼室６内へ臨む点火プラグ１０と、燃焼室６内へ直接燃料を噴射可能な電子制御式燃料噴射弁１１と、シリンダヘッドカバー７の内部に配置されたバルブタイミング可変機構１２等を備えている。
【００２６】
シリンダヘッドカバー７は、上流側通路２２の一端部に接続されたオイルセパレータ１３を有している。オイルセパレータ１３は、複数のバッフルプレート（図示略）を備え、これらバッフルプレートにクランク室４から流動してきたブローバイガスを衝突させてオイルミストを付着させ、導入されたブローバイガスからオイルミストを分離している。バッフルプレートに付着したオイルミストは液滴化され、液滴になったオイルはオイルパン５内へ落下する。オイルミストが除去されたブローバイガスは、上流側通路２２へ導出される。吸排気ポート８，９は、夫々吸排気カム軸（図示略）により昇降駆動される吸気弁１４、排気弁１５によって開閉されるように構成されている。吸気カム軸には、その回転位置を検出するため、例えば電磁ピックアップ等のカム角センサ４１が設けられている。
【００２７】
吸排気ポート８，９には、吸気マニホールド１６と排気マニホールド１７が夫々接続されている。吸気マニホールド１６の上流側には、所定の容積を備えたサージタンク１８を介して吸気通路１９が接続されている。吸気通路１９には、スロットル弁２０と、エアフローセンサ４２が設けられている。スロットル弁２０は、吸気通路１９の流路面積を変更可能に形成され、このスロットル弁２０を駆動可能な駆動モータ２３と、スロットル弁２０と駆動モータ２３を収容したスロットルボディ２４を備えている。スロットル弁２０は、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０から電気信号を受けた駆動モータ２３によりスロットル開度が調整され、燃焼室６へ導入される吸気量を制御している。上流側通路２２の他端部が吸気通路１９のエアフローセンサ４２設置位置よりも上流側位置に接続されているため、オイルセパレータ１３内のブローバイガスは、オイルセパレータ１３から導出され上流側通路２２によりスロットル弁２０よりも上流側位置に還流される。排気マニホールド１７の下流側には、空燃比センサ（Ｏ２センサ）４４が設けられ、触媒２５を介して排気通路２６が接続されている。
【００２８】
バルブタイミング可変機構１２は、吸気側カム軸の一端部に設けられ、カム軸とカムプーリ（図示略）とを油圧力により相対的に回動させ、カム軸のクランク軸３０に対する回転位相を変更可能に形成されている。バルブタイミング可変機構１２の作動油は、オイルポンプ（図示略）から電磁式のオイルコントロールバルブ（図示略）を介して供給されている。オイルコントロールバルブの電磁ソレノイドにＥＣＵ５０からの電気信号が入力されると、作動油の流量及び方向が調整され、吸気弁１４の開閉タイミングが調整される。これにより、吸気弁１４の開閉タイミングを、通常タイミング制御と、通常タイミングよりも遅角側へ変化させる遅閉じタイミング制御と、通常タイミングよりも進角側へ変化させる早閉じタイミング制御の３つのタイミング特性に選択的に切換えることができる。
【００２９】
シリンダブロック３は、４つのシリンダ２７と、各シリンダ２７に挿通されたピストン２８と、エンジンＥの冷却水が通過するウォータジャケット（図示略）と、クランク室４とオイルセパレータ１３とを連通可能に連結する複数のブローバイガス内部通路２９等を備えている。燃焼室６は、シリンダヘッド２の下面と、シリンダ２７と、ピストン２８の上面により形成されている。ピストン２８の往復運動は、クランク軸３０の回転運動に変換されている。ウォータジャケットには、エンジンＥの冷却水温度を検出する水温センサ４５が設けられている。複数のブローバイガス内部通路２９は、シリンダ２７とウォータジャケットの間をシリンダブロック３の下端から上端に亙って貫通状に形成され、クランク室４内に滞留するブローバイガスをシリンダヘッド２側へ通過可能に形成されている。
【００３０】
クランク室４には、クランク軸３０と、クランク軸３０の回転角を検出するクランク角センサ４６と、クランク室４内部と下流側通路２１の一端部とを接続するＰＣＶバルブ３１等を備えている。下流側通路２１の他端部は、サージタンク１８に接続されている。これにより、クランク室４内のブローバイガスは、クランク室４から導出され下流側通路２１によりスロットル弁２０よりも下流側位置に還流される。尚、クランク室４内部と下流側通路２１の一端部との接続部分には、ブローバイガスからオイルミストを分離可能なオイルセパレータ部を設けても良い。
【００３１】
ＰＣＶバルブ３１は、クランク室４の中段位置に装着され、下流側通路２１の流路を開閉可能に形成されている。ＰＣＶバルブ３１は、下流側通路２１に作用する吸気負圧（以下、負圧と略す）が予め設定された第１負圧、例えば５０ｍｍＨｇ未満では閉弁状態を維持し、第１負圧で開作動すると共に第１負圧から第２負圧、例えば２００ｍｍＨｇまでの間は負圧に略比例して開度を増加し、下流側通路２１に作用する負圧が第２負圧以上ではＰＣＶバルブ３１の最大開度を維持するよう形成されている。
【００３２】
図４に示すように、ＰＣＶバルブ３１内を流動するブローバイガス流量は、サージタンク１８内の負圧が第１負圧未満のとき、上流側通路２２によりスロットル弁２０よりも上流側位置に還流され、サージタンク１８内の負圧が第１負圧以上第２負圧未満のとき、負圧に比例して下流側通路２１によりスロットル弁２０よりも下流側位置に還流されると共に上流側通路２２によりスロットル弁２０よりも上流側位置に還流され、サージタンク１８内の負圧が第２負圧以上のとき、下流側通路２１によりスロットル弁２０よりも下流側位置に還流されている。尚、高負圧領域では、ＰＣＶバルブ３１が最大開度に作動しているものの、スロットル弁２０によりエンジンＥの吸気量が絞られており、発生するブローバイガス量自体が減少している。
【００３３】
ここで、サージタンク１８の構造について説明する。
図２，図３に示すように、サージタンク１８は気筒配列方向に長く形成されている。スロットルボディ２４は、正面視にてサージタンク１８の上方右側端部に接続され、スロットルボディ２４の軸線Ｘがサージタンク１８の下方左側端部に延びるように構成されている。サージタンク１８は、軸線Ｘの下方位置において軸線Ｘに略直交する直交壁部１８ａと、直交壁部１８ａの下端に連なり且つ直交壁部１８ａから吸気上流側（上方右側）へ膨出する膨出部１８ｂ等を備えている。下流側通路２１は、サージタンク１８の下方右側端部に接続され、サージタンク１８の下壁部に沿って左側へ延び、ブローバイガスをサージタンク１８内へ導出する導出部２１ａがサージタンク１８の下方左側端部に形成されている。
【００３４】
これにより、スロットル弁２０により調整された吸気は、図３の矢印に示すように、軸線Ｘに沿って上方右側から下方左側へ流動し、下壁部及び膨出部１８ｂに誘導されてサージタンク１８の中央部分へ流動し、この中央部分から各吸気ポート８へ供給される。また、導出部２１ａからサージタンク１８内へ導入されたブローバイガスは、サージタンク１８の中央部分へ向かう吸気と合流している。それ故、スロットル弁２０の直下流に発生する負圧帯と導出部２１ａとの離隔距離を大きく設定でき、サージタンク１８内を流動するブローバイガスを直交壁部１８ａと膨出部１８ｂにより負圧帯から離隔する方向へ誘導することができる。
【００３５】
オイルパン５は、クランク室４の下部に設置され、エンジンオイルを収容可能に形成されている。このエンジンオイルは、シリンダブロック３の外部に設けられたオイルポンプに導入され、昇圧された後、シリンダブロック３内に形成されたオイルギャラリを経由してクランク軸３０等の潤滑対象部やバルブタイミング可変機構１２等の機構部へ圧送される。
【００３６】
次に、ＥＣＵ５０について説明する。
ＥＣＵ５０は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、Ｉ／Ｆ等を備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムを実行してエンジンＥを制御する。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行するプログラム、エンジンＥの運転状態に応じて設定された点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸排気弁１４，１５の開閉タイミング、アクセル開度とスロットル弁開度との相関マップ、蓄積水分量の判定条件、ブローバイガス還流通路切換時期等の情報を記憶している。ＲＡＭは一時的なデータを記憶している。Ｉ／Ｆは、カム角センサ４１、エアフローセンサ４２、アクセルペダル（図示略）に対する操作量を検出するアクセル開度センサ４３、空燃比センサ４４、水温センサ４５、クランク角センサ４６、外気温度を検出する外気温センサ４７等の検出結果が入力され、ＣＰＵがこれらの検出値を読み込むことができる。ＣＰＵからの制御命令は、Ｉ／Ｆを介して、点火プラグ１０、燃料噴射弁１１、バルブタイミング可変機構１２、スロットル弁２０の駆動モータ２３等に電気信号として出力される。
【００３７】
図１に示すように、ＥＣＵ５０には、吸気流量制御手段５１と、水分量判定手段５２と、還流通路切換手段５３等が設けられている。
吸気流量制御手段５１は、スロットル弁２０をアクセル開度に対応した開度に制御する通常開度制御と、スロットル弁２０をアクセル開度に対応した開度よりも低開度側へ制御する第１，第２低開度制御とを実行可能に構成されている。吸気流量制御手段５１は、低外気温、例えば−１０℃以下のとき、第１低開度制御を実行している。
【００３８】
図５に示すように、スロットル弁開度は、アクセル開度の増加に比例して増加する開度特性Ａと、アクセル開度α１までアクセル開度の増加に比例して増加し且つアクセル開度α１以上ではスロットル弁開度β１に規制する開度特性Ａ１と、アクセル開度α２までアクセル開度の増加に比例して増加し且つアクセル開度α２以上ではスロットル弁開度β２に規制する開度特性Ａ２による３つのマップで制御されている。吸気流量制御手段５１は、通常開度制御のとき開度特性Ａ、第１低開度制御のとき開度特性Ａ１、第２低開度制御のとき開度特性Ａ２となるようスロットル弁２０を制御している。開度特性Ａ１では、スロットル弁開度β１がスロットル弁２０の下流側においてＰＣＶバルブ３１が開作動可能な第１負圧、例えば５０ｍｍＨｇの負圧を確保する開度に設定されている。開度特性Ａ２では、スロットル弁開度β２がスロットル弁２０の下流側においてＰＣＶバルブ３１が最大開度になる第２負圧、例えば２００ｍｍＨｇの負圧を確保する開度に設定されている。
【００３９】
水分量判定手段５２は、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分が所定の蓄積許容値ＦＬに達したか否かを判定している。本実施例において、蓄積水分は、エンジン温度が露点温度近傍まで低下したとき、クランク室４やオイルパン５の壁面上に結露し、この結露した水分が壁面を伝ってオイルパン５内部のエンジンオイル内部に蓄積された水分と定義し、蓄積許容値ＦＬは、エンジンＥの暖機状態において蓄積水分が気化を開始して急激に蒸気Ｖが発生するときの蓄積水分量と定義している。尚、蓄積許容値ＦＬは環境等の外的要因やエンジン排気量等の内的要因により変化するため、予め対象エンジンＥについて蓄積許容値ＦＬや蓄積水分が気化を開始して急激に蒸気Ｖが発生するエンジン温度（例えば、冷却水温が７０℃、又は油温が５０℃）が求められている。
【００４０】
水分量判定手段５２は、１回当たり（イグニッションＯＮからイグニッションＯＦＦまでの期間）のエンジン冷間運転時毎に発生する蓄積水分量Ｆを推定している。この蓄積水分量Ｆは、エンジンＥの内部に発生したブローバイガス量から算出することができる。つまり、エンジンＥの内部に発生するブローバイガス量は燃焼した空気（吸気量）により決定されるため、イグニッションＯＮ後、吸入吸気量を検出することで蓄積水分量Ｆを算出することができる。それ故、エアフローセンサ４２により検出されたエンジン冷間運転時毎の吸気量を積算して総吸気量を求め、総吸気量に基づいてオイルパン５内部に蓄積された蓄積水分量Ｆを推定している。また、予め、蓄積水分量Ｆと蓄積許容値ＦＬを吸気量に換算し、この吸気量をパラメータとして蓄積水分量Ｆ（積算値ＦＴＬ）が蓄積許容値ＦＬに達したか否かを推定することも可能である。
【００４１】
水分量判定手段５２は、エンジン冷間運転を連続して繰り返す毎にエンジン冷間運転時毎に発生する蓄積水分量Ｆを積算して積算値ＦＴＬを記憶し、エンジン冷間運転の繰り返しが途切れたとき、又は吸気流量制御手段５１による第２低開度制御が解除されたとき、積算値ＦＴＬをリセットしている。本実施例において、エンジン冷間運転は、低外気温、例えば−１０℃以下で且つ低エンジン温度においてエンジンＥを始動すると共にエンジン温度が蓄積水分が気化を開始して急激に蒸気Ｖが発生する所定温度、例えば冷却水温が７０℃に達する前にエンジンＥを停止する運転と定義している。尚、エンジン冷間運転を油温を用いて検出しても良く、この場合、エンジン冷間運転は外気温が−１０℃以下で且つ低エンジン温度においてエンジンＥを始動すると共に油温が５０℃に達する前にエンジンＥを停止する運転である。
【００４２】
還流通路切換手段５３は、蓄積水分量Ｆの積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬに達したと判定され且つエンジンＥが高負荷運転状態、例えばスロットル弁開度が全開（１００％）のとき、吸気流量制御手段５１に第２低開度制御を実行させ、バルブタイミング可変機構１２に遅閉じタイミング制御を実行させるよう構成されている。
【００４３】
図６に示すように、外気温が−１０℃以下のとき、ｔ１においてイグニッション（Ｉｇ）をＯＮ操作してエンジンＥを始動し、ｔ２において冷却水温が７０℃に達する前にＩｇをＯＦＦ操作してエンジンＥを停止した場合、エンジン冷間運転であるため、運転時の総吸気量に基づき蓄積水分量Ｆ１が推定され、記憶される。
次に、同様の外気温にて、ｔ３においてＩｇをＯＮ操作してエンジンＥを始動し、ｔ４において冷却水温が７０℃に達する前にＩｇをＯＦＦ操作してエンジンＥを停止した場合、エンジン冷間運転であるため、運転時の総吸気量に基づき蓄積水分量Ｆ２が推定され、積算値ＦＴＬ（Ｆ１＋Ｆ２）が累積演算され、記憶される。ｔ５からｔ６の期間において、エンジン冷間運転の場合、蓄積水分量Ｆ３が推定され、積算値ＦＴＬ（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３）が累積演算され、記憶される。引き続きエンジン冷間運転が継続する場合、同様に、積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬに達するまで累積演算を継続する。
【００４４】
ここで、例えばｔ５からｔ６の期間中において、積算値ＦＴＬ（Ｆ１＋Ｆ２＋ΔＦ）が蓄積許容値ＦＬに達したと判定され且つスロットル弁開度が全開のとき、吸気流量制御手段５１による第２低開度制御を開始する。第２低開度制御は、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分が全て蒸発される期間、例えば冷却水温が７０℃以上で且つ１０分間程度の運転期間が継続された後、解除される。第２低開度制御の解除と同期して、記憶されている積算値ＦＴＬはリセットされ初期値零に戻される。これにより、吸気量を抑制し、これに伴い冷却水温や油温の上昇を抑制できるため、蓄積水分の急激な発生を抑え、水分を多量に含むブローバイガスをＰＣＶバルブ３１を介して下流側通路２１からスロットル弁２０の下流側に還流することができる。しかも、同時に遅閉じタイミング制御を実行するため、吸気量の減少を抑制しつつスロットル弁２０の下流側に所望の負圧を発生できるため、エンジンＥの出力能率の低下を抑えることができる。
【００４５】
また、ｔ５からｔ６の期間中において、エンジン冷間運転の繰り返しが途切れた、所謂長期間の運転により冷却水温が７０℃以上に達し且つスロットル弁開度に拘わらず１０分間程度の運転期間が継続されたとき、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分が全て蒸発するため、記憶されている積算値ＦＴＬはリセットされ初期値０に戻される。
【００４６】
次に、ブローバイガス制御装置１のブローバイガス還流処理について、図７のフローチャートに基づき説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は各ステップを示す。
まず、Ｓ１にて、各センサにより検出された各種データを入力処理し、前回の走行時から継続して記憶している積算値ＦＴＬを呼び出す。次に、ＩｇがＯＮ操作されたか否か判定する（Ｓ２）。Ｓ２の判定の結果、ＩｇがＯＮ操作された場合、Ｓ３へ移行して冷却水温が７０℃未満か否か判定する。
【００４７】
Ｓ３の判定の結果、冷却水温が７０℃未満の場合、Ｓ４へ移行して外気温が−１０℃よりも高いか否かを判定する。Ｓ４の判定の結果、外気温が−１０℃よりも高い場合、アクセル開度の増加に比例してスロットル弁開度を増加する開度特性Ａのマップを選択し（図５参照）、通常開度制御を実行した後、リターンする。
【００４８】
Ｓ４の判定の結果、外気温が−１０℃以下の場合、Ｓ６へ移行してエアフローセンサ４２により検出された吸入吸気量を積算し、この積算された吸気量に基づき蓄積水分量Ｆを推定する（Ｓ７）。本実施例では、予め、蓄積水分量Ｆと蓄積許容値ＦＬとを吸気量に換算したマップを準備し、この吸気量をパラメータとして蓄積水分量Ｆを推定している。この推定された蓄積水分量Ｆを逐次積算して積算値ＦＴＬを算出する。尚、前回の走行時から継続して記憶している積算値ＦＴＬが存在している場合、前回の積算値ＦＴＬに今回推定された蓄積水分量Ｆを逐次積算して今回の積算値ＦＴＬを算出している。
蓄積水分量Ｆの推定後、Ｓ８へ移行し、アクセル開度α１までアクセル開度の増加に比例して増加し且つアクセル開度α１以上ではスロットル弁開度β１に規制する開度特性Ａ１のマップを選択し（図５参照）、スロットル弁２０を制御している。第１低開度制御を実行した後、リターンする。
【００４９】
Ｓ３の判定の結果、冷却水温が７０℃以上の場合、Ｓ９へ移行して蓄積水分量Ｆの積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬを超えたか否かを判定する。Ｓ９では、積算値ＦＴＬに応じた吸気量と蓄積許容値ＦＬに応じた吸気量とを比較することにより、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性を判定している。
【００５０】
Ｓ９の判定の結果、積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬ以上の場合、Ｓ１０へ移行してスロットル弁２０が全開近傍の高負荷運転状態か否かを判定する。積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬ以上の状態を検出することにより、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が高い状態を検出している。Ｓ９の判定の結果、積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬ未満の場合、Ｓ４へ移行する。積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬ未満の状態を検出することにより、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が低い状態を検出している。
【００５１】
Ｓ１０の判定の結果、スロットル弁２０が全開近傍の高負荷運転状態の場合、Ｓ１１へ移行して所定時間、例えば１０分間をカウントするタイマＴがセットされているか否かを判定する。通常開度制御では、アクセル開度を全開近傍まで操作した場合、スロットル弁２０の下流側に負圧が殆ど発生しないため、ＰＣＶバルブ３１が閉弁状態を維持し、ブローバイガスが上流側通路２２によりスロットル弁２０の上流側の吸気通路１９へ還流される。Ｓ１０の判定の結果、スロットル弁２０が全開近傍の高負荷運転状態ではない場合、Ｓ４へ移行する。
Ｓ１１の判定の結果、タイマＴが作動している場合、Ｓ１２へ移行して前回のタイマ値Ｔ（ｉ−１）から１を減算した値を今回のタイマ値Ｔ（ｉ）に設定する。Ｓ１１の判定の結果、タイマＴが作動していない場合、タイマＴをセットして（Ｓ１６）、Ｓ１２へ移行する。
【００５２】
Ｓ１２にてタイマ値を減算した後、Ｓ１３へ移行して今回のタイマ値Ｔ（ｉ）が零か否か判定する。Ｓ１３の判定の結果、今回のタイマ値Ｔ（ｉ）が零でない場合、Ｓ１４へ移行し、アクセル開度α２までアクセル開度の増加に比例して増加し且つアクセル開度α２以上ではスロットル弁開度β２に規制する開度特性Ａ２のマップを選択し（図５参照）、スロットル弁２０を制御している。Ｓ１４にて、第２低開度制御とバルブタイミング可変機構１２による遅閉じタイミング制御とを実行した後、リターンする。これにより、スロットル弁２０の下流側に２００ｍｍＨｇの負圧を確保でき、ＰＣＶバルブ３１を開作動させてブローバイガスを下流側通路２１により還流することができる。
Ｓ１３の判定の結果、今回のタイマ値Ｔ（ｉ）が零の場合、累積記憶されている積算値ＦＴＬを零にリセットし（Ｓ１５）、Ｓ４へ移行する。
【００５３】
Ｓ２の判定の結果、ＩｇがＯＦＦ操作された場合、Ｓ１７へ移行する。
Ｓ１７では、車両走行中、ＩｇがＯＦＦ操作されるまでに冷却水温が７０℃以上の状態が所定時間、例えば１０分間以上継続したか否か判定している。
Ｓ１７の判定の結果、冷却水温が７０℃以上の状態が１０分間以上継続した場合、Ｓ１８へ移行して累積記憶されている積算値ＦＴＬを零にリセットし、終了する。Ｓ１７の判定の結果、冷却水温が７０℃以上の状態が１０分間以上継続していない場合、現在の積算値ＦＴＬを記憶して終了する。
【００５４】
次に、ブローバイガス制御装置１の作用、効果について説明する。
このブローバイガス制御装置１では、温水通路形成等の構造変更や部品点数増加を招くことなく吸気流量制御手段５１がスロットル弁２０の下流側に負圧を発生する低開度制御を実行できるため、下流側通路２１によりブローバイガスを還流することができ、スロットル弁２０の凍結を抑制できる。水分量判定手段５２によりオイルパン５内部に蓄積された蓄積水分が蓄積許容値ＦＬに達したか否かを判定することができ、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性を判定することができる。また、還流通路切換手段５３がブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が高く且つスロットル弁２０の下流側の負圧が小さいエンジン高負荷運転状態のとき、吸気流量制御手段５１の第２低開度制御を実行させるため、低開度制御期間を短期化することができ、低開度制御によるエンジンＥの出力能率低下を抑制することができる。それ故、エンジンＥの出力能率を維持しつつスロットル弁２０のブローバイガスに含まれる水分による凍結を抑制することができる。
【００５５】
還流通路切換手段５３は、蓄積水分量Ｆ（積算値ＦＴＬ）が蓄積許容値ＦＬに達したと判定され且つスロットル弁２０が全開のとき、吸気流量制御手段５１による第２低開度制御を作動させるため、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が高く且つスロットル弁２０の下流側の負圧が発生しないときに第２低開度制御を実行させることができ、第２低開度制御期間を最短にすることができ、エンジン出力能率低下を一層抑制することができる。
【００５６】
還流通路切換手段５３は、スロットル弁２０の下流側にＰＣＶバルブ３１が全開になる負圧を発生するよう吸気流量制御手段５１による第２低開度制御を作動させるため、スロットル弁２０の下流側にＰＣＶバルブ３１の供給能力を超えた過剰な負圧発生を防止でき、エンジンＥの吸気量を確保でき、エンジン出力能率低下を一層抑制することができる。
還流通路切換手段５３は、第２低開度制御の継続時間が所定の継続時間に達したとき、吸気流量制御手段５１による第２低開度制御を解除するため、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分の気化終了に同期して吸気流量制御手段５１の第２低開度制御を解除でき、第２低開度制御期間を最短時間にすることができ、エンジン出力能率低下を一層抑制することができる。
【００５７】
水分量判定手段５２は、低外気温で且つ低エンジン温度においてエンジンＥを始動すると共に冷却水温が所定温度に達する前にエンジンＥを停止するエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量Ｆを推定し、このエンジン冷間運転を連続して繰り返す毎にエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量Ｆを積算して積算値ＦＴＬを記憶するため、１回当たりのエンジン冷間運転でオイルパン５内部に蓄積された蓄積水分量Ｆの積算値ＦＴＬを正確に把握でき、第２低開度制御を精度よく実行できる。
【００５８】
水分量判定手段５２は、エンジン冷間運転の繰り返しが途切れたとき、積算値ＦＴＬをリセットするため、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分量Ｔの積算値ＦＴＬをより正確に把握でき、第２低開度制御を更に精度よく実行できる。
水分量判定手段５２は、吸気流量制御手段５１による第２低開度制御が解除されたとき、積算値ＦＴＬをリセットするため、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分量Ｆの積算値ＦＴＬをより正確に把握でき、第２低開度制御を更に精度よく実行できる。
【００５９】
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、エンジン温度を冷却水温により検出した例を説明したが、少なくともエンジンの暖機状態を検出できれば良く、油温によりエンジン温度を検出しても良い。また、前記実施例においては、蓄積水分気化期間をエンジンの冷却水温７０℃（油温５０℃）の時点から約１０分間とした例を説明したが、環境等の外的要因やエンジン排気量等の内的要因に応じて温度や期間を調節することができる。
【００６０】
２〕前記実施例においては、第２低開度制御の開始からタイマ測定による継続時間が１０分間経過することを第２低開度制御の解除条件にした例を説明したが、第２低開度制御の開始後、エンジン温度、例えば冷却水温９０℃に達したことを第２低開度制御の解除条件にすることも可能である。
【００６１】
３〕前記実施例においては、エンジン冷間運転の繰り返しの途切れを、冷却水温７０℃以上の運転状態が１０分間継続したことで判定する例を説明したが、エンジン温度（冷却水温、又は油温）のみでエンジン冷間運転の繰り返しの途切れを判定しても良い。
４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、エンジンのブローバイガス制御装置において、蓄積水分量が蓄積許容値に達したと判定され且つスロットル弁開度が高負荷状態のとき、スロットル弁をアクセル開度に対応した開度よりも低開度側へ制御することにより、エンジンの出力能率を維持しつつスロットル弁の凍結を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１          ブローバイガス制御装置
４          クランク室
５          オイルパン
２０        スロットル弁
２１        下流側通路
２２        上流側通路
３１        ＰＣＶバルブ
４３        アクセル開度センサ
４５        水温センサ
５０        ＥＣＵ
５１        吸気流量制御手段
５２        水分量判定手段
５３        還流通路切換手段
Ｅ          エンジン
Ｆ，Ｆ１，  蓄積水分量
Ｆ２，Ｆ３  
ＦＬ        蓄積許容値
ＦＴＬ      積算値
【図１】
0005691755.tif 000002
【図２】
0005691755.tif 000003
【図３】
0005691755.tif 000004
【図４】
0005691755.tif 000005
【図５】
0005691755.tif 000006
【図６】
0005691755.tif 000007
【図７】
0005691755.tif 000008
【図８】
0005691755.tif 000009